DE102009053568A1

DE102009053568A1 - Guide profile and linear motor drive device

Info

Publication number: DE102009053568A1
Application number: DE200910053568
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Prof. Dr.-Ing. Goedecke; Ralf Huber; Alexander Borowski
Original assignee: GAS - AUTOMATION GmbH; GAS AUTOMATION GmbH
Current assignee: GAS - AUTOMATION GmbH; GAS AUTOMATION GmbH
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-06-16
Also published as: EP2320101A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Führungsprofil (10) für einen Linearantrieb, wobei sich das Führungsprofil entlang einer Längsachse (12) erstreckt, mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Mantelelement, welches eine Außenseite des Führungsprofils bildet und mit einer Innenseite einen Hohlraum begrenzt, und mit mindestens einer aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Verstärkungsstruktur, welche in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei die Verstärkungsstruktur mit voneinander abgewandten Außenflächen an einander gegenüberliegenden Innenflächen der Innenseite des Mantelelements anliegt.The invention relates to a guide profile (10) for a linear drive, wherein the guide profile extends along a longitudinal axis (12), with a jacket element made of a fiber-reinforced plastic, which forms an outer side of the guide profile and defines a cavity with an inner side, and with at least a reinforcing structure made of a fiber-reinforced plastic, which is arranged in the cavity, wherein the reinforcing structure rests with mutually remote outer surfaces on opposite inner surfaces of the inner side of the jacket member.

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungsprofil für einen Linearantrieb, wobei sich das Führungsprofil entlang einer Längsachse erstreckt, mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Mantelelement, welches eine Außenseite des Führungsprofils bildet und mit einer Innenseite einen Hohlraum begrenzt, und mit mindestens einer aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Verstärkungsstruktur, welche in dem Hohlraum angeordnet ist.The invention relates to a guide profile for a linear drive, wherein the guide profile extends along a longitudinal axis, with a jacket made of a fiber-reinforced plastic, which forms an outer side of the guide profile and bounded with an inner side a cavity, and at least one made of a fiber-reinforced plastic Reinforcement structure, which is arranged in the cavity.

Ein solches Führungsprofil ist aus der DE 34 36 977 C2 bekannt. Mit einem solchen Führungsprofil wird im Vergleich zu einem aus einem metallischen Material hergestellten und insbesondere massiven Führungsprofil ein deutlicher Gewichtsvorteil bei guter Formstabilität erreicht. Dennoch besteht Bedarf, ein Führungsprofil zu schaffen, welches ein weiter verbessertes Verhältnis von Gewicht und Formstabilität aufweist.Such a guide profile is from the DE 34 36 977 C2 known. With such a guide profile is achieved in comparison to a made of a metallic material and in particular solid guide profile a significant weight advantage with good dimensional stability. Nevertheless, there is a need to provide a guide profile having a further improved ratio of weight and dimensional stability.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Führungsprofil der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass es möglichst leicht und gleichzeitig formstabil ist.On this basis, the present invention seeks to improve a guide profile of the type mentioned so that it is as light as possible and at the same time dimensionally stable.

Diese Aufgabe wird bei einem Führungsprofil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verstärkungsstruktur mit voneinander abgewandten Außenflächen an einander gegenüberliegenden Innenflächen der Innenseite des Mantelelements anliegt.This object is achieved according to the invention in a guide profile of the type mentioned in the introduction that the reinforcing structure rests with mutually remote outer surfaces on opposite inner surfaces of the inside of the jacket member.

Hierbei sind die Abmessungen des Hohlraums und die Abmessungen der Verstärkungsstruktur so aufeinander abgestimmt, dass die Verstärkungsstruktur mit voneinander abgewandten Außenflächen an einander gegenüberliegenden Innenflächen der Innenseite des Mantelelements anliegt. Hierdurch kann ein Führungsprofil mit einem besonders hohen Flächenträgheitsmoment bereitgestellt werden, welches leicht ist und eine sehr gute Formstabilität aufweist. Dies gilt insbesondere, wenn das Mantelelement und/oder die Verstärkungsstruktur aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt sind.Here, the dimensions of the cavity and the dimensions of the reinforcing structure are coordinated so that the reinforcing structure rests with mutually remote outer surfaces on opposite inner surfaces of the inner side of the jacket member. In this way, a guide profile can be provided with a particularly high area moment of inertia, which is light and has a very good dimensional stability. This applies in particular if the jacket element and / or the reinforcing structure are made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße Führungsprofil, die Verstärkungsstruktur besonders einfach in dem Hohlraum des Mantelelements zu positionieren. Durch die Anlage der Außenflächen der Verstärkungsstruktur an den Innenflächen des Mantelelements ist die Position und Lage der Verstärkungsstruktur innerhalb des Mantelelements vordefiniert. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Herstellbarkeit des Führungsprofils.In addition, the guide profile according to the invention makes it possible to position the reinforcing structure particularly easily in the cavity of the jacket element. By placing the outer surfaces of the reinforcing structure on the inner surfaces of the sheath member, the position and position of the reinforcing structure within the sheath member is predefined. This results in a particularly simple manufacturability of the guide profile.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verstärkungsstruktur Teilhohlräume aufweist, welche sich parallel zu der Längsachse des Führungsprofils erstrecken. Hierdurch kann eine stabile Struktur geschaffen werden, welche es außerdem ermöglicht, die Teilhohlräume zur Anordnung weiterer Bauteile oder versteifender Materialien zu nutzen.It is particularly preferred if the reinforcing structure has partial cavities which extend parallel to the longitudinal axis of the guide profile. In this way, a stable structure can be created, which also makes it possible to use the partial cavities for the arrangement of other components or stiffening materials.

So ist es bevorzugt, wenn zumindest eine Teilmenge der Teilhohlräume mit einem Schaummaterial gefüllt ist. Hierdurch kann die Biegesteifigkeit des Führungsprofils weiter verbessert werden, insbesondere wenn es sich bei dem Schaummaterial um einen Metallschaum handelt, beispielsweise aus Aluminium.Thus, it is preferred if at least a subset of the partial cavities is filled with a foam material. As a result, the flexural rigidity of the guide profile can be further improved, in particular if the foam material is a metal foam, for example aluminum.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Verstärkungsstruktur fachwerkartig ausgebildet, so dass eine Erhöhung des Flächenträgheitsmoments in zueinander senkrechten Richtungen erreicht werden kann.According to a development of the invention, the reinforcing structure is formed like a truss, so that an increase of the area moment of inertia in mutually perpendicular directions can be achieved.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verstärkungsstruktur eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Verstärkungselementen umfasst. Dies ermöglicht die Herstellung einer besonders einfach aufgebauten Verstärkungsstruktur, welche sich modulartig aus mehreren Verstärkungselementen zusammensetzt.It is particularly preferred if the reinforcing structure comprises a plurality of adjoining reinforcing elements. This makes it possible to produce a reinforcing structure which has a particularly simple structure and which is composed in a modular manner of a plurality of reinforcing elements.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verstärkungselemente identische oder zumindest annähernd identische Abmessungen aufweisen, wodurch eine schnelle, einfache und wirtschaftliche Fertigung des Führungsprofils ermöglicht wird.It is particularly preferred if the reinforcing elements have identical or at least approximately identical dimensions, whereby a fast, simple and economical production of the guide profile is made possible.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Verstärkungselemente als Hohlprofile ausgebildet. Diese Hohlprofile bilden die Teilhohlräume der Verstärkungsstruktur und können, wie vorstehend geschrieben, zur Anordnung weiterer Bauteile dienen oder mit einem Füllmaterial ausgefüllt sein.According to one embodiment of the invention, the reinforcing elements are designed as hollow profiles. These hollow profiles form the partial cavities of the reinforcing structure and can, as described above, serve for the arrangement of further components or be filled with a filling material.

Bevorzugt ist es, wenn die Verstärkungselemente im Querschnitt mehreckig sind und zumindest einen ebenen Wandabschnitt aufweisen. Beispielsweise sind viereckige Verstärkungselemente vorgesehen, welche vier zueinander winklig angeordnete Wandabschnitte aufweisen. Ein ebener Wandabschnitt dient als Anlagefläche für den ebenen Wandabschnitt eines weiteren Verstärkungselements und/oder zur Anlage an einer der Innenflächen des Mantelelements.It is preferred if the reinforcing elements are polygonal in cross-section and have at least one flat wall section. For example, quadrangular reinforcing elements are provided which have four mutually angularly arranged wall sections. A planar wall section serves as a contact surface for the planar wall section of a further reinforcing element and / or for bearing against one of the inner surfaces of the jacket element.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass, bezogen auf die Längsachse des Führungsprofils, an zumindest einem Ende des Führungsprofils ein Abschlusselement angeordnet ist. Das Abschlusselement dient beispielsweise dazu, den Hohlraum des Mantelelements stirnseitig zu verschließen und/oder dazu, im Bereich eines Endes des Führungsprofils weitere Bauteile anordnen zu können.In a further embodiment of the invention it is provided that, based on the longitudinal axis of the guide profile, a closing element is arranged on at least one end of the guide profile. The closing element serves, for example, to close the cavity of the jacket element on the front side and / or to do so in the region of a End of the guide profile to order more components.

Um ein Abschlusselement mit dem Führungsprofil zu verbinden, wird eine Verbindungseinrichtung vorgeschlagen, die mindestens ein erstes Verbindungselement aufweist, welches mit dem Abschlusselement zusammenwirkt und sich parallel oder zumindest annähernd parallel zu der Längsachse des Führungsprofils erstreckt, und mindestens ein mit dem ersten Verbindungselement verbundenes zweites Verbindungselement aufweist, welches sich quer zu der Längsachse des Führungsprofils erstreckt und das Führungsprofil zumindest abschnittsweise durchsetzt. Auf diese Weise können Kräfte, die in Längsrichtung des Führungsprofils auf das Abschlusselement wirken, über die ersten Verbindungselemente in die zweiten Verbindungselemente eingeleitet werden, welche ihrerseits auf die Struktur des Profilelements, also auf das Mantelelement und/oder auf die Verstärkungsstruktur, übertragen werden. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Fixierung des Abschlusselements an dem Führungsprofil.In order to connect a closing element to the guide profile, a connecting device is proposed which has at least one first connecting element, which cooperates with the closing element and extends parallel or at least approximately parallel to the longitudinal axis of the guide profile, and at least one second connecting element connected to the first connecting element which extends transversely to the longitudinal axis of the guide profile and passes through the guide profile at least in sections. In this way, forces acting on the terminating element in the longitudinal direction of the guide profile can be introduced via the first connecting elements into the second connecting elements, which in turn are transferred to the structure of the profile element, ie to the jacket element and / or to the reinforcing structure. This allows a particularly reliable fixation of the closing element on the guide profile.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Abschlusselement eine parallel oder zumindest annähernd parallel zur Längsachse des Führungsprofils wirksame Stoßdämpfereinrichtung fixiert ist. Diese ermöglicht es, einen an dem Führungsprofil geführten Schlitten am Ende einer Bewegungsbahn abbremsen zu können. In Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Verbindungseinrichtung können die durch das Abbremsen des Schlittens erzeugten Kräfte besonders gut in das Führungsprofil eingeleitet werden.In a further embodiment of the invention it is provided that a parallel or at least approximately parallel to the longitudinal axis of the guide profile effective shock absorber device is fixed to the end element. This makes it possible to decelerate a slide guided on the guide profile at the end of a movement path. In conjunction with the connection device described above, the forces generated by the braking of the carriage can be introduced particularly well into the guide profile.

Das erfindungsgemäße Führungsprofil eignet sich für Linearantriebe unterschiedlichster Bauarten, beispielsweise pneumatische und/oder hydraulische Linearantriebe. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, dass das Führungsprofil mit einem Primärteil oder einem Sekundärteil einer Linearmotorantriebseinrichtung verbunden ist, so dass diese infolge des niedrigen Gewichts und der hohen Formstabilität des Führungsprofils besonders leistungsfähig ist.The guide profile according to the invention is suitable for linear drives of various designs, for example pneumatic and / or hydraulic linear drives. In a preferred embodiment, however, it is provided that the guide profile is connected to a primary part or a secondary part of a linear motor drive device, so that this is particularly efficient due to the low weight and high dimensional stability of the guide profile.

Die Erfindung betrifft ferner eine Linearmotorantriebseinrichtung, umfassend ein vorstehend beschriebenes Führungsprofil, einen Primärteil und einen Sekundärteil, wobei der Primärteil oder der Sekundärteil mit dem Führungsprofil verbunden ist.The invention further relates to a linear motor drive device, comprising a guide profile described above, a primary part and a secondary part, wherein the primary part or the secondary part is connected to the guide profile.

Vorteile und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Linearmotorantriebseinrichtung sind zum Teil bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Vorteilen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Führungsprofils erläutert worden. Daher wird im Folgenden lediglich auf jene Vorteile und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Linearmotorantriebseinrichtung eingegangen, welche nicht bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Vorteilen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Führungsprofils erläutert worden sind.Advantages and embodiments of the linear motor drive device according to the invention have in part already been explained above in connection with the advantages and refinements of the guide profile according to the invention. Therefore, in the following only those advantages and embodiments of the linear motor drive device according to the invention will be discussed, which have not already been explained above in connection with the advantages and embodiments of the guide profile according to the invention.

Insbesondere umfasst die Linearmotorantriebseinrichtung einen an dem Führungsprofil geführten Schlitten, der zur Anordnung des Sekundärteils oder des Primärteils dient, welcher mit dem Primärteil bzw. dem Sekundärteil zusammenwirkt, der mit dem Führungsprofil verbunden ist.In particular, the linear motor drive device comprises a guided on the guide profile slide, which serves to arrange the secondary part or the primary part, which cooperates with the primary part or the secondary part, which is connected to the guide profile.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schlitten einen aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Schlittenkörper umfasst. Insbesondere handelt es sich beim dem faserverstärkten Kunststoff um einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Dieses Material ermöglicht die Herstellung eines besonders leichten und dabei verwindungssteifen Schlittens, welcher sich mit niedrigen Antriebskräften beschleunigen und abbremsen lässt.In a preferred embodiment it is provided that the carriage comprises a slide body made of a fiber-reinforced plastic. In particular, the fiber reinforced plastic is a carbon fiber reinforced plastic. This material allows the production of a particularly lightweight and torsion-resistant carriage, which accelerates and decelerates with low driving forces.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Linearmotorantriebseinrichtung ist vorgesehen, dass das Führungsprofil zumindest entlang eines Teils seiner Erstreckung entlang der Längsachse von einem quer zu der Längsachse wirksamen Abstützelement abgestützt ist. Auf diese Weise wird ein Verbund aus Abstützelement und Führungsprofil erzeugt, welches besonders biegesteif ist.According to a further embodiment of the linear motor drive device, it is provided that the guide profile is supported along at least part of its extension along the longitudinal axis by a support element acting transversely to the longitudinal axis. In this way, a composite of support element and guide profile is generated, which is particularly resistant to bending.

Alternativ hierzu ist das Führungsprofil freitragend angeordnet, was insbesondere bei Verwendung eines Schlittens vorteilhaft ist, welcher das Führungsprofil ringförmig umschließt.Alternatively, the guide profile is arranged cantilevered, which is particularly advantageous when using a carriage which surrounds the guide profile annular.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of preferred embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Führungsprofils; 1 a perspective view of an embodiment of a guide profile;

2 eine vergrößerte Ansicht eines in 1 mit II bezeichneten Endes des Führungsprofils; 2 an enlarged view of an in 1 II denotes the end of the guide profile;

3 bis 5 perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsformen eines Führungsprofils; 3 to 5 perspective views of further embodiments of a guide profile;

6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Linearmotorantriebseinrichtung; 6 a perspective view of an embodiment of a linear motor drive device;

7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Linearmotorantriebseinrichtung; 7 a perspective view of another embodiment of a linear motor drive device;

8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Führungsprofils und eines Abschlusselements; 8th a perspective view of another embodiment of a guide profile and a closing element;

9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Führungsprofils, eines Abschlusselements und einer Verbindungseinrichtung zur Verbindung des Abschlusselements mit dem Führungsprofil; und 9 a perspective view of another embodiment of a guide profile, a closing element and a connecting means for connecting the closing element with the guide profile; and

10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Linearmotorantriebseinrichtung. 10 a perspective view of another embodiment of a linear motor drive device.

Eine Ausführungsform eines Führungsprofils ist in 1 perspektivisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Führungsprofil 10 erstreckt sich entlang einer Längsachse 12 zwischen einem ersten Ende 14 und einem zweiten Ende 16.An embodiment of a guide profile is in 1 shown in perspective and in total with the reference numeral 10 designated. The leadership profile 10 extends along a longitudinal axis 12 between a first end 14 and a second end 16 ,

Das Führungsprofil 10 weist ein Mantelelement 18 und eine Verstärkungsstruktur 20 auf (vergleiche 2). Das Mantelelement 18 bildet eine Außenseite 22 des Führungsprofils 10 und begrenzt mit seiner Innenseite 24 einen Hohlraum 26.The leadership profile 10 has a jacket element 18 and a reinforcing structure 20 on (compare 2 ). The jacket element 18 forms an outside 22 of the leadership profile 10 and bounded with its inside 24 a cavity 26 ,

Das Mantelelement 18 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, hergestellt. Eine Wandstärke 28 des Mantelelements 18 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 1 mm und ungefähr 5 mm.The jacket element 18 is made of a fiber-reinforced plastic, in particular of a carbon fiber reinforced plastic. A wall thickness 28 of the jacket element 18 For example, it is between about 1 mm and about 5 mm.

An der Außenseite des Mantelelements 18 sind insgesamt vier Laufflächen 30 vorgesehen, welche sich parallel zu der Längsachse 12 erstrecken und relativ zueinander in x-förmiger Lage angeordnet sind. Die Laufflächen 30 sind beispielsweise mittels Stahlleisten 32 gebildet. Die Stahlleisten 32 sind beispielsweise mit dem Mantelelement 18 verklebt; oder die Stahlleisten 32 werden bei der Herstellung des Mantelelements 18 mit in dessen Material eingeformt.On the outside of the jacket element 18 are a total of four treads 30 provided, which are parallel to the longitudinal axis 12 extend and are arranged relative to each other in an x-shaped position. The treads 30 are for example by means of steel strips 32 educated. The steel strips 32 are for example with the jacket element 18 bonded; or the steel strips 32 be in the production of the jacket element 18 with molded in its material.

Die Innenseite 24 des Mantelelements 18 weist mehrere, ineinander übergehende Innenflächen auf. Insbesondere umfasst die Innenseite 24 mindestens zwei einander gegenüberliegende, insbesondere zueinander parallele, Innenflächen 34 und 36 auf. Ferner weist das Mantelelement 18 sich winklig, insbesondere senkrecht zu den Innenflächen 34 und 36 erstreckende Innenflächen 38 und 40 auf, welche ebenfalls einander gegenüberliegen und insbesondere zueinander parallel sind.The inside 24 of the jacket element 18 has several, merging into each other inner surfaces. In particular, the inside includes 24 at least two opposing, in particular parallel, inner surfaces 34 and 36 on. Furthermore, the jacket element 18 at an angle, in particular perpendicular to the inner surfaces 34 and 36 extending inner surfaces 38 and 40 which are also opposite each other and in particular are parallel to each other.

Die in dem Hohlraum 26 des Mantelelements 18 angeordnete Verstärkungsstruktur 20 weist voneinander abgewandte Außenflächen 42 und 44 auf, die jeweils an einer der Innenflächen 34 und 36 anliegen.The in the cavity 26 of the jacket element 18 arranged reinforcing structure 20 has opposite outer surfaces 42 and 44 on, each on one of the inner surfaces 34 and 36 issue.

Ferner umfasst die Verstärkungsstruktur 20 voneinander abgewandte Außenflächen 46 und 48, welche quer, insbesondere senkrecht, zu den Außenflächen 42 und 44 verlaufen. Die Außenflächen 46 und 48 liegen jeweils an einer der Innenflächen 38 und 40 des Mantelelements 18 an.Furthermore, the reinforcing structure comprises 20 facing away from each other outer surfaces 46 and 48 which transverse, in particular perpendicular, to the outer surfaces 42 and 44 run. The outer surfaces 46 and 48 each lie on one of the inner surfaces 38 and 40 of the jacket element 18 at.

Die Verstärkungsstruktur 20 bildet ein Fachwerk, welches in zueinander senkrechten Richtungen 50 und 52 wirksam ist, welche ihrerseits jeweils senkrecht zu der Längsachse 12 verlaufen.The reinforcing structure 20 forms a framework, which in mutually perpendicular directions 50 and 52 is effective, which in turn each perpendicular to the longitudinal axis 12 run.

Die Verstärkungsstruktur 20 weist eine Mehrzahl von Verstärkungselementen auf, welche sich parallel zu der Längsachse 12 erstrecken. Die Verstärkungselemente sind in dem in 2 dargestellten Beispiel mit 54, 56, 58 und 60 bezeichnet. Die Verstärkungselemente 54 bis 60 liegen aneinander an und sind vorzugsweise identisch zueinander ausgebildet. Jedes der Verstärkungselemente 54 ist beispielsweise im Querschnitt rechteckig, als Hohlprofil ausgebildet und aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt, insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Eine Wandstärke 62 eines Verstärkungselements 54 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 1 mm und ungefähr 5 mm.The reinforcing structure 20 has a plurality of reinforcing elements which are parallel to the longitudinal axis 12 extend. The reinforcing elements are in the in 2 illustrated example with 54 . 56 . 58 and 60 designated. The reinforcing elements 54 to 60 are adjacent to each other and are preferably formed identical to each other. Each of the reinforcing elements 54 For example, is rectangular in cross-section, designed as a hollow profile and made of a fiber-reinforced plastic, in particular of a carbon fiber reinforced plastic. A wall thickness 62 a reinforcing element 54 For example, it is between about 1 mm and about 5 mm.

Jedes der Verstärkungselemente 54 bis 60 begrenzt seinerseits einen Teilhohlraum. Diese Teilhohlräume sind in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 64, 66, 68 und 70 bezeichnet.Each of the reinforcing elements 54 to 60 in turn limits a partial cavity. These partial cavities are in the drawing by the reference numeral 64 . 66 . 68 and 70 designated.

Vorzugsweise sind die Teilhohlräume 64 bis 70 mit einem Schaummaterial, insbesondere mit einem Metallschaum, gefüllt, beispielsweise mit einem Aluminium-Metallschaum.Preferably, the partial cavities 64 to 70 with a foam material, in particular with a metal foam, filled, for example with an aluminum metal foam.

Beispielsweise sind die Verstärkungselemente 54 und 60 mit Metallschaum gefüllt, welcher in 2 gepunktet angedeutet ist. In dem Schaummaterial sind Bohrungen 72 vorgesehen, deren Funktion weiter unten noch erläutert wird.For example, the reinforcing elements 54 and 60 filled with metal foam, which in 2 dotted is indicated. In the foam material are holes 72 whose function will be explained below.

Ferner umfasst das Führungsprofil 10 einen Aufnahmeabschnitt 74, welcher beispielsweise rinnenförmig ausgebildet ist und insbesondere zur Aufnahme eines Primärteils oder eines Sekundärteils einer nachstehend beschriebenen Linearmotorantriebseinrichtung dient.Furthermore, the guide profile includes 10 a receiving section 74 which is formed, for example channel-shaped and in particular for receiving a primary part or a secondary part of a linear motor drive device described below.

In den 3 bis 5 sind weitere Ausführungsformen von Führungsprofilen 10 dargestellt, die ebenfalls ein Mantelelement 18 und eine Verstärkungsstruktur 20 aufweisen.In the 3 to 5 are other embodiments of guide profiles 10 shown, which is also a jacket element 18 and a reinforcing structure 20 exhibit.

Bei der Verstärkungsstruktur gemäß 3 sind drei Verstärkungselemente 54, 56 und 58 vorgesehen, welche im Wesentlichen ein rechteckiges Profil mit abgerundeten Ecken aufweisen.In the reinforcing structure according to 3 are three reinforcing elements 54 . 56 and 58 provided, which have a substantially rectangular profile with rounded corners.

Bei der in 4 dargestellten Verstärkungsstruktur 20 sind vier Verstärkungselemente 54, 56, 58 und 60 vorgesehen, welche einen dreieckigen Querschnitt aufweisen und jeweils paarweise miteinander gefügt sind, so dass ein Paar von Verstärkungselementen 54 und 60 beziehungsweise 58 und 60 jeweils die Hälfte des Querschnitts der Verstärkungsstruktur 20 bildet. At the in 4 illustrated reinforcing structure 20 are four reinforcing elements 54 . 56 . 58 and 60 provided, which have a triangular cross-section and are joined together in pairs, so that a pair of reinforcing elements 54 and 60 respectively 58 and 60 each half of the cross section of the reinforcing structure 20 forms.

Bei der in 5 dargestellten Verstärkungsstruktur 20 sind vier Verstärkungselemente 54, 56, 58 und 60 vorgesehen, welche jeweils in einem Eckbereich des Hohlraums 26 angeordnet sind. Die Verstärkungselemente 54 bis 60 sind im Querschnitt viereckig und weisen jeweils vier ebene Wandabschnitte 76, 78, 80 und 82 auf, sowie ferner einen gekrümmten Wandabschnitt 84. Die gekrümmten Wandabschnitte unterschiedlicher Verstärkungselemente 54 bis 60 begrenzen gemeinsam einen im Querschnitt zylindrischen Teilhohlraum 86. Der Teilhohlraum 86 kann beispielsweise genutzt werden, um ein Kolbenrohr eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs innerhalb des Führungsprofils 10 anzuordnen.At the in 5 illustrated reinforcing structure 20 are four reinforcing elements 54 . 56 . 58 and 60 provided, which in each case in a corner region of the cavity 26 are arranged. The reinforcing elements 54 to 60 are square in cross section and each have four flat wall sections 76 . 78 . 80 and 82 on, as well as a curved wall section 84 , The curved wall sections of different reinforcing elements 54 to 60 together define a partial cylindrical cavity in the cross section 86 , The partial cavity 86 can be used, for example, to a piston tube of a pneumatic or hydraulic drive within the guide profile 10 to arrange.

In 6 ist eine Ausführungsform einer Linearmotorantriebseinrichtung 88 dargestellt. Diese umfasst ein vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschriebenes Führungsprofil 10. Die Linearmotorantriebseinrichtung 88 umfasst einen Schlitten 90, welcher einen Schlittenkörper 92 aufweist, der an den Laufflächen 30 des Führungsprofils 10 geführt ist.In 6 is an embodiment of a linear motor drive device 88 shown. This includes one with reference to the above 1 to 5 described guide profile 10 , The linear motor drive device 88 includes a carriage 90 , which is a carriage body 92 that is on the treads 30 of the leadership profile 10 is guided.

Der Schlittenkörper 92 ist insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Der Schlitten 90 weist einen elektrischen Anschluss 94 für einen in dem Schlittenkörper 92 angeordneten Primärteil 96 auf. Ein Sekundärteil 98 ist mit dem Führungsprofil 10 verbunden und in dem Aufnahmeabschnitt 74 (vergleiche 2) angeordnet.The carriage body 92 is in particular made of a carbon fiber reinforced plastic. The sled 90 has an electrical connection 94 for one in the carriage body 92 arranged primary part 96 on. A secondary part 98 is with the leadership profile 10 connected and in the receiving section 74 (see 2 ) arranged.

Durch eine Bestromung des Primärteils 96 entsteht Wärme, welche mittels Kühlrippen 100 abführbar ist. Die Kühlrippen 100 bestehen beispielsweise aus Aluminium.By energizing the primary part 96 Heat is generated by means of cooling fins 100 is deductible. The cooling fins 100 consist for example of aluminum.

An den Enden 14 und 16 des Führungsprofils 10 sind Abschlusselemente 102 und 104 vorgesehen. Diese begrenzen den Verfahrweg des Schlittens 90 entlang der Längsachse 12.At the ends 14 and 16 of the leadership profile 10 are completion elements 102 and 104 intended. These limit the travel path of the carriage 90 along the longitudinal axis 12 ,

Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ist der Schlitten 90 U-förmig ausgebildet. Das Führungsprofil 10 ist mit einem Abstützelement 106 verbunden, und zwar mittels Pratzen 108, welche mit dem Abstützelement 106 verschraubt sind und in eine Nut 110 (vergleiche 2) an der Außenseite 22 des Mantelelements 18 eingreifen.At the in 6 illustrated embodiment, the carriage 90 U-shaped. The leadership profile 10 is with a support element 106 connected, by means of claws 108 , which with the support element 106 are bolted and in a groove 110 (see 2 ) on the outside 22 of the jacket element 18 intervention.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Linearmotorantriebseinrichtung 88 ist das Führungsprofil 10 freitragend angeordnet. Hierfür sind die Abschlusselemente 102 und 104 mit Halterungen 110 beziehungsweise 112 verbunden, welche ihrerseits an einem Trägerteil 114 befestigt ist. Bei der in 7 dargestellten, freitragenden Anordnung des Führungsprofils 10 ist es bevorzugt, wenn der Schlitten 90 das Führungsprofil 10 ringförmig umschließt.At the in 7 illustrated embodiment of a linear motor drive device 88 is the leadership profile 10 arranged cantilevered. For this are the final elements 102 and 104 with brackets 110 respectively 112 connected, which in turn to a support member 114 is attached. At the in 7 illustrated, cantilevered arrangement of the guide profile 10 it is preferable if the carriage 90 the leadership profile 10 encloses annularly.

In 8 ist ein Abschlusselement 102 dargestellt, welches mit einem Ende 14 eines Führungsprofils 10 verbindbar ist. Das Abschlusselemente 102 ist plattenförmig ausgebildet und umfasst mindestens einen Führungsabschnitt 116, welcher auf einer dem Ende 14 des Führungsprofils 10 zugewandten Seite des Abschlusselements 102 angeordnet ist. Der Führungsabschnitt 116 ist in seinem Verlauf dem Verlauf der Außenseite 22 des Mantelelements 18 angepasst, so dass das Abschlusselement 102 und das Mantelelement 18 exakt miteinander gefügt werden können. Hierbei wird der Führungsabschnitt 116 auf die Außenseite 22 des Mantelelements 18 aufgeschoben.In 8th is a final element 102 shown, which with one end 14 a leadership profile 10 is connectable. The final elements 102 is plate-shaped and comprises at least one guide portion 116 which is on the end 14 of the leadership profile 10 facing side of the end element 102 is arranged. The guide section 116 is in its course the course of the outside 22 of the jacket element 18 adjusted so that the closing element 102 and the jacket element 18 can be joined together exactly. Here, the guide section 116 on the outside 22 of the jacket element 18 postponed.

Zur Verbindung des Abschlusselements 102 mit dem Führungsprofil 10 ist eine (in 9 dargestellte) Verbindungseinrichtung 118 vorgesehen. Die Verbindungseinrichtung 118 umfasst erste Verbindungselemente 120, welche beispielsweise in Form von Schrauben ausgebildet sind. Die ersten Verbindungselemente 120 erstrecken sich parallel zu der Längsachse 12 des Führungsprofils 10.To connect the end element 102 with the guide profile 10 is a (in 9 shown) connecting device 118 intended. The connection device 118 includes first connecting elements 120 , which are formed for example in the form of screws. The first fasteners 120 extend parallel to the longitudinal axis 12 of the leadership profile 10 ,

Die Verbindungseinrichtung 118 umfasst ferner zweite Verbindungselemente 122, welche sich quer zu der Längsachse 12 erstrecken und das Führungsprofil 10 durchsetzen. Hierfür weist das Führungsprofil 10 in dem Mantelelement 118 und in der Verstärkungsstruktur 20 Aussparungen 124 auf, welche zur Aufnahme der zweiten Verbindungselemente 122 dienen. Die zweiten Verbindungselemente 122 umfassen insbesondere Innengewinde 126 mit zu der Längsachse 12 parallelen Gewindeachsen.The connection device 118 further comprises second connection elements 122 , which are transverse to the longitudinal axis 12 extend and the leadership profile 10 push through. For this purpose, the guide profile 10 in the jacket element 118 and in the reinforcing structure 20 recesses 124 on, which for receiving the second connecting elements 122 serve. The second connecting elements 122 include in particular internal threads 126 with to the longitudinal axis 12 parallel thread axes.

Die Abschlusselemente 102 weisen Durchgangsöffnungen 128 auf, welche von den ersten Verbindungselementen 120 durchsetzbar sind. Die ersten Verbindungselemente 120 durchsetzen im montierten Zustand des Abschlusselements 102 die Durchgangsöffnungen 128 sowie die Bohrungen 72 eines Schaummaterials und werden mit den Innengewinden 126 der zweiten Verbindungselemente 122 verschraubt. Die Verbindungseinrichtung 118 ermöglicht eine besonders sichere Befestigung eines Abschlusselements 102 beziehungsweise 104 an dem Führungsprofil 10. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn, wie in 10 dargestellt, an den Abschlusselementen 102 Stoßdämpfereinrichtungen 130 angeordnet sind. Die Stoßdämpfereinrichtungen 130 sind jeweils entlang einer Wirkachse 132 wirksam, welche parallel zu der Längsachse 12 des Führungsprofils 10 verläuft. Auf diese Weise kann der Verfahrweg des Schlittens 90 begrenzt und die Bewegung des Schlittens 90 am Ende des Verfahrwegs abgebremst werden. Hierdurch können bei einer Fehlsteuerung der Linearmotorantriebseinrichtung 88 Schäden verhindert oder zumindest abgemildert werden.The final elements 102 have passage openings 128 on which of the first connecting elements 120 are enforceable. The first fasteners 120 enforce in the assembled state of the closing element 102 the passageways 128 as well as the holes 72 a foam material and are with the internal threads 126 the second connecting elements 122 screwed. The connection device 118 allows a particularly secure attachment of a closure element 102 respectively 104 on the guide profile 10 , This is particularly advantageous if, as in 10 shown at the end elements 102 shock absorber means 130 are arranged. The shock absorber devices 130 are each along an axis of action 132 effective, which are parallel to the longitudinal axis 12 of the leadership profile 10 runs. In this way, the travel of the carriage 90 limited and the movement of the carriage 90 be slowed down at the end of the travel. This can be at a faulty control of the linear motor drive device 88 Damage is prevented or at least mitigated.

Falls es, beispielsweise für die Wartung des Schlittens 90, erforderlich sein sollte, diesen von dem Führungsprofil 10 zu trennen, kann die Verbindungseinrichtung 118 gelöst werden, so dass ein Abschlusselement 102 oder 104 von dem Führungsprofil 10 entfernt werden kann und der Schlitten von dem Führungsprofil 10 abgenommen werden kann.If it is, for example, for the maintenance of the carriage 90 , should be necessary, this of the leadership profile 10 to disconnect, the connecting device 118 be solved, leaving a conclusion element 102 or 104 from the guide profile 10 can be removed and the carriage of the guide profile 10 can be removed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3436977 C2 [0002] DE 3436977 C2 [0002]

Claims

Führungsprofil (10) für einen Linearantrieb, wobei sich das Führungsprofil (10) entlang einer Längsachse (12) erstreckt, mit einem aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Mantelelement (18), welches eine Außenseite (22) des Führungsprofils (10) bildet und mit einer Innenseite (24) einen Hohlraum (26) begrenzt, und mit mindestens einer aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Verstärkungsstruktur (20), welche in dem Hohlraum (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (20) mit voneinander abgewandten Außenflächen (42, 44) an einander gegenüberliegenden Innenflächen (34, 36) der Innenseite (24) des Mantelelements (18) anliegt.Leadership profile ( 10 ) for a linear drive, wherein the guide profile ( 10 ) along a longitudinal axis ( 12 ), with a jacket element made of a fiber-reinforced plastic ( 18 ), which has an outside ( 22 ) of the leadership profile ( 10 ) and with an inside ( 24 ) a cavity ( 26 ) and at least one reinforcing structure made of a fiber-reinforced plastic material ( 20 ), which in the cavity ( 26 ), characterized in that the reinforcing structure ( 20 ) with outer surfaces facing away from each other ( 42 . 44 ) on opposite inner surfaces ( 34 . 36 ) of the inside ( 24 ) of the jacket element ( 18 ) is present.

Führungsprofil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur Teilhohlräume (64, 66, 68, 70) aufweist, welche sich parallel zu der Längsachse (12) erstrecken.Leadership profile ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the reinforcing structure comprises partial cavities ( 64 . 66 . 68 . 70 ), which are parallel to the longitudinal axis ( 12 ).

Führungsprofil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilmenge der Teilhohlräume (64, 66, 68, 70) mit einem Schaummaterial gefüllt ist.Leadership profile ( 10 ) according to claim 2, characterized in that at least a subset of the partial cavities ( 64 . 66 . 68 . 70 ) is filled with a foam material.

Führungsprofil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (20) fachwerkartig ausgebildet ist.Leadership profile ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing structure ( 20 ) is formed like a truss.

Führungsprofil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (20) eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Verstärkungselementen (54, 56, 58, 60) umfasst.Leadership profile ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing structure ( 20 ) a plurality of adjacent reinforcing elements ( 54 . 56 . 58 . 60 ).

Führungsprofil (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (54, 56, 58, 60) identische oder zumindest annähernd identische Abmessungen aufweisen.Leadership profile ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the reinforcing elements ( 54 . 56 . 58 . 60 ) have identical or at least approximately identical dimensions.

Führungsprofil (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (54, 56, 58, 60) als Hohlprofile ausgebildet sind.Leadership profile ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the reinforcing elements ( 54 . 56 . 58 . 60 ) are formed as hollow profiles.

Führungsprofil (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungselemente (54, 56, 58, 60) im Querschnitt mehreckig sind und zumindest einen ebenen Wandabschnitt (76, 78, 80, 82) aufweisen.Leadership profile ( 10 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the reinforcing elements ( 54 . 56 . 58 . 60 ) are polygonal in cross-section and at least one flat wall section ( 76 . 78 . 80 . 82 ) exhibit.

Führungsprofil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die Längsachse des Führungsprofils (10), an zumindest einem Ende (14, 16) des Führungsprofils (10) ein Abschlusselement (102, 104) angeordnet ist.Leadership profile ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that, relative to the longitudinal axis of the guide profile ( 10 ), at least one end ( 14 . 16 ) of the leadership profile ( 10 ) a conclusion element ( 102 . 104 ) is arranged.

Führungsprofil (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusselement (102, 104) mittels einer Verbindungseinrichtung (118) mit dem Führungsprofil (10) verbunden ist, wobei die Verbindungseinrichtung (118) mindestens ein erstes Verbindungselement (120) aufweist, welches mit dem Abschlusselement (102, 104) zusammenwirkt und sich parallel oder zumindest annähernd parallel zu der Längsachse (12) des Führungsprofils (10) erstreckt, und mindestens ein mit dem ersten Verbindungselement (120) verbundenes zweites Verbindungselement (122), welches sich quer zu der Längsachse (12) des Führungsprofils (10) erstreckt und das Führungsprofil (10) zumindest abschnittsweise durchsetzt.Leadership profile ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the closing element ( 102 . 104 ) by means of a connection device ( 118 ) with the guide profile ( 10 ), the connecting device ( 118 ) at least one first connecting element ( 120 ), which with the closing element ( 102 . 104 ) cooperates and parallel or at least approximately parallel to the longitudinal axis ( 12 ) of the leadership profile ( 10 ), and at least one with the first connecting element ( 120 ) connected second connecting element ( 122 ), which transversely to the longitudinal axis ( 12 ) of the leadership profile ( 10 ) and the guiding profile ( 10 ) interspersed at least in sections.

Führungsprofil (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abschlusselement (102, 104) eine parallel oder zumindest annähernd parallel zur Längsachse (12) des Führungsprofils (10) wirksame Stoßdämpfereinrichtung (130) fixiert ist.Leadership profile ( 10 ) according to claim 9 or 10, characterized in that on the closing element ( 102 . 104 ) one parallel or at least approximately parallel to the longitudinal axis ( 12 ) of the leadership profile ( 10 ) effective shock absorber device ( 130 ) is fixed.

Führungsprofil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsprofil mit einem Primärteil (96) oder einem Sekundärteil (98) einer Linearmotorantriebseinrichtung (88) verbunden ist.Leadership profile ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide profile with a primary part ( 96 ) or a secondary part ( 98 ) of a linear motor drive device ( 88 ) connected is.

Linearmotorantriebseinrichtung (88), umfassend ein Führungsprofil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, einen Primärteil (96) und einen Sekundärteil (98), wobei der Primärteil (96) oder der Sekundärteil (98) mit dem Führungsprofil (10) verbunden ist.Linear motor drive device ( 88 ), comprising a leadership profile ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, a primary part ( 96 ) and a secondary part ( 98 ), the primary part ( 96 ) or the secondary part ( 98 ) with the guide profile ( 10 ) connected is.

Linearmotorantriebseinrichtung (88) nach Anspruch 13, umfassend einen an dem Führungsprofil (10) geführten Schlitten (90).Linear motor drive device ( 88 ) according to claim 13, comprising one on the guide profile ( 10 ) guided slide ( 90 ).

Linearmotorantriebseinrichtung (88) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (90) einen aus einem faserverstärktem Kunststoff hergestellten Schlittenkörper (92) umfasst.Linear motor drive device ( 88 ) according to claim 13 or 14, characterized in that the carriage ( 90 ) a slide body made of a fiber-reinforced plastic ( 92 ).

Linearmotorantriebseinrichtung (88) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsprofil (10) zumindest entlang eines Teils seiner Erstreckung entlang der Längsachse (12) von einem quer zu der Längsachse (12) wirksamen Abstützelement (106) abgestützt ist.Linear motor drive device ( 88 ) according to one of claims 13 to 15, characterized in that the guide profile ( 10 ) at least along part of its extent along the longitudinal axis ( 12 ) from one transverse to the longitudinal axis ( 12 ) effective support element ( 106 ) is supported.

Linearmotorantriebseinrichtung (88) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsprofil (10) freitragend angeordnet ist.Linear motor drive device ( 88 ) according to one of claims 13 to 15, characterized in that the guide profile ( 10 ) is arranged cantilevered.